2.1.2.5 Расчет толщины стенки и крышки гидроцилиндра [12]

Прочностными расчетами определяют толщину стенок цилиндра, толщину крышек (головок) цилиндра, диаметр штока, диаметр шпилек или болтов для крепления крышек. В зависимости от соотношения наружного и внутреннего диаметров цилиндры подразделяют на толстостенные и тонкостенные. Толстостенными называют цилиндры, у которых , а тонкостенными - цилиндры, у которых

1. Толщину стенки однослойного толстостенного цилиндра определяют по формуле

_(2.7)

где

- толщина стенки толстостенного цилиндра, м;

- внутренний диаметр гильзы гидроцилиндра, м;

- рабочее давление, максимально возможное внутренне избыточное давление с учетом всех предполагаемых рабочих состояний, включая гидравлический удар, Па;

- допускаемое напряжение на растяжение, Па;

Принимаем: – допустимое напряжение растяжения, для сталей; = 80 МПа;

- коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона);

=1,2·p (2.8)

_{=1,2·10МПа=12000000}

Принимаем: сталь ;

Принимаем: р_р=12МПа

_{Толщину днища гидроцилиндра определяют по формуле}

,

(2.9)

где

- толщина днища цилиндра, м;

- внутренний диаметр днища цилиндра, м;

м

Рисунок 2.3 Схема для расчета днища гидроцилиндра

2.1.2.6 Определение расходов жидкости в гидроцилиндре[12]

Расчетный расход жидкости Q, подаваемый в поршневую полость гидроцилиндра, определяется по скорости перемещения штока, связанного со звеньями машины и площади поршня. С учетом утечек жидкости в гидроцилиндре определим расход [6, 25, 26]

, (2.10)

где

– расход жидкости в поршневой полости, ;

– скорость выдвижения штока, ;

– площадь поршня, ;

– объемный КПД гидроцилиндра, .

Расчетный расход в гидролинии слива из штоковой полости определим по формуле

_(2.11)

где

- расход жидкости в гидролинии слива,

- площадь поршня, .

- площадь штока, .

- объемный КПД гидроцилиндра, .

υ - скорость выдвижения штока, м/с

2.1.3 Расчет гидроцилиндра на устойчивость и прочность

2.1.3.1 Расчет штока гидроцилиндра на устойчивость[16]

Определяем критическое усилие на штоке по формуле

, (2.12)

где

- усилие на штоке, Н;

- критическое усилие на штоке, Н;

- коэффициент запаса прочности, .

,

Наиболее предпочтительно применение шарнирного крепления

_(2.13)

где

- коэффициент продольного изгиба, или коэффициент закрепления (рис. 2.4);

Рисунок2.4. Способы закрепления гидроцилиндров и значения коэффициента закрепления

- расчетная длина (при выдвинутом штоке), м.

,

Все гидравлические цилиндры рассчитываются на устойчивость. Приложение к цилиндру чрезмерной осевой нагрузки может привести к продольному изгибу штока (потери устойчивости в осевом направлении). Критическое усилие, которое приводит к продольному изгибу, определяют по формуле Эйлера[16, 15, 25]

Момент инерции штока определим из формулы

, (2.14)

Проверяем условие устойчивости, для определения принимаем:

. Наиболее предпочтительно применение шарнирного крепления.

, (2.15)

где

– диаметр штока, м;

_{, (2.16)}

=24 мм

_>

70мм>24мм

_{Т.к >} , то условие прочности выполнено.